WWW.UK.X-PDF.RU

БЕЗКОШТОВНА ЕЛЕКТРОННА БІБЛІОТЕКА - Книги, видання, автореферати

 
<< HOME
CONTACTS




Продажа зелёных и сухих саженцев столовых сортов Винограда (по Украине)
Тел.: (050)697-98-00, (067)176-69-25, (063)846-28-10
Розовые сорта
Белые сорта
Чёрные сорта
Вегетирующие зелёные саженцы

Продажа зелёных и сухих саженцев столовых сортов Винограда (по Украине)
Тел.: (050)697-98-00, (067)176-69-25, (063)846-28-10
Розовые сорта
Белые сорта
Чёрные сорта
Вегетирующие зелёные саженцы
Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |

«ФІЗИКА МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до виконання лабораторних робіт для студентів усіх напрямів підготовки бакалаврів денної та заочної форм навчання Розділ “Геометрична та хвильова оптика” Київ ...»

-- [ Страница 3 ] --

Встановити пристрій для одержання кілець Ньютона на предметний столик і ввімкнути освітлювач.

Встановити тубус мікроскопа так, щоб у полі зору з’явилась інтерференційна картина. Домогтися її чіткого зображення.

За допомогою мікрометричних гвинтів мікроскопа визначити діаметр перших п’яти кілець Ньютона у двох взаємно перпендикулярних напрямках Dm, Dm.

4. Визначити середнє значення діаметра кожного кільця за формулою

–  –  –

Контрольні запитання і завдання

1. Яке явище називається інтерференцією світла?

2. У чому полягає принцип суперпозиції хвиль?

3. Які хвилі називаються когерентними?

4. Сформулюйте умови утворення максимумів та мінімумів при інтерференції хвиль.

4. Поясніть утворення кілець Ньютона.

6. Виведіть формулу для розрахунку радіусів кілець Ньютона.

7. Виведіть формулу для визначення довжини хвилі за допомогою кілець Ньютона.

Література: : [ 1, § 1-2, с.361- 369], [2, § 1-2, с.240-250], [ 4, § 119-121], [6, § 5.1 - 5.2];

–  –  –

ВИЗНАЧЕННЯ ДОВЖИНИ СВІТЛОВОЇ ХВИЛІ

ЗА ДОПОМОГОЮ БІПРИЗМИ ФРЕНЕЛЯ

Мета роботи: вивчити явище інтерференції світла, способи одержання когерентних джерел та ознайомитися з одним із методів визначення довжини світлової хвилі.

Додаткові теоретичні відомості Основні теоретичні відомості до цієї лабораторної роботи наведені в розділі П «Хвильова оптика» с. 22 – 23 та «Інтерференція » на с. 23 – 26.

Для створення інтерференційної картини в роботі використовується біпризма Френеля (рис. 12, а), яка утворюється двома однаковими призмами з малими заломними кутами (порядку 95), з’єднаними основами. Уявні когерентні джерела S1 та S виникають внаслідок заломлення світла із вузької шілини S, паралельної ребру біпризми.

Центри випромінювання S1 та S, що йдуть від одного початкового джерела і випромінюють коливання з постійною різницею фаз, є когерентними.

–  –  –

Порядок виконання роботи

1. На відстані близько 0,65 м від джерела світла встановити біпризму, щоб її ребро було паралельне щілині, яка формує світловий пучок.

2. На відстані близько 0,15 м від біпризми встановити телелупу із насадкою 10х і домогтися чіткої інтерференційної картини.

3. Підвести телелупу до стикання з мікрометром. Повертаючи гвинт на утримувачі телелупи, домогтися суміщення однієї з крайніх світлових смуг із візирною міткою телелупи. Ця смуга буде початком відліку.

4. Переміщуючи телелупу за допомогою гвинта, домогтися суміщення візирної мітки із m-ою смугою. Зафіксувати показання мікрометра.

–  –  –

Контрольні запитання і завдання

1. Яке явище називається інтерференцією світла?

2. У чому полягає принцип суперпозиції хвиль?

3. Які хвилі називаються когерентними?

4. Сформулюйте умови утворення максимумів та мінімумів при інтерференції хвиль.

5. Поясніть утворення інтерференційних смуг за допомогою біпризми Френеля.

6. Виведіть розрахункову формулу для визначення довжини хвилі розглянутим у роботі методом.

–  –  –

Явище дифракції світла полягає у відхиленні світлових хвиль від прямолінійного поширення під час проходження світла в середовищі з різко вираженими неоднорідностями (малі отвори в непрозорих екранах, межі непрозорих тіл і под.) і потрапляння світла в область геометричної тіні.

Дифракція світлових хвиль практично спостерігається, якщо розміри отворів чи перешкод одного порядку з довжиною світлових хвиль. Дифракція світла зумовлена його хвильовою природою.

У теорії дифракції світла розглядаються два випадки:

1. Малий отвір чи перешкода, на якій відбувається дифракція світла, розміщується на скінченній відстані від джерела, де спостерігається явище дифракції. Тобто у цьому випадку відбувається дифракція сферичних хвиль (дифракція Френеля).

2. Дифракція плоских світлових хвиль (дифракція Фраунгофера). У цьому випадку дифракційну картину можна спостерігати тільки за допомогою лінзи, яка збирає промені у фокальній площині, чи оком, акомодованим на нескінченність.

Для розрахунків дифракційних явищ користуються принципом Гюйгенса - Френеля: кожна точка хвильової поверхні світлових хвиль є джерелом вторинних (елементарних) хвиль. Обвідна поверхня вторинних хвиль буде новим положенням хвильової поверхні. Інтенсивність результуючої хвилі буде результатом інтерференції вторинних хвиль.

Важливе практичне значення має дифракційна решітка - пристрій, що має N однакових паралельних щілин, розміщених на однакових відстанях одна від одної і в одній або різних площинах. Якщо вони розміщені в одній площині, то така решітка називається плоскою. Здебільшого дифракційна решітка може бути у вигляді плоскої скляної або металевої поверхні, на якій за допомогою спеціального пристрою нанесено досить багато (інколи сотні тисяч) прямих рівновіддалених щілин (штрихів). На скляних решітках спостереження можна проводити у світлі, що проходить, або у відбитому світлі; на металевих - тільки у відбитому світлі.

Розглянемо плоску монохроматичну хвилю, яка падає на решітку перпендикулярно до її поверхні. Щілини дифракційної решітки вирізають частини фронту падаючої хвилі. Всі точки цієї частини фронту є новими когерентними джерелами хвиль, які поширюються після решітки, відхиляючись від прямолінійного напрямку на різні кути j залежно від довжини хвилі l.

Дифракційну картину можна спостерігати безпосередньо оком, адаптованим на нескінченність, або за допомогою збирної лінзи, яка розміщується на фокусній відстані від екрана.

Слід зазначити, що інтерференція дифрагованих променів, які поширюються від N щілин решітки, є досить непростим фізичним явищем.

Щоб одержати вираз для розподілу інтенсивності світла на екрані, треба визначити результати інтерференції хвиль, які поширюються від усіх N щілин, тобто вміти розрахувати багатопроменеву інтерференцію когерентних дифрагованих пучків світла. Це досить громіздка розрахункова задача, яка потребує обчислення складних інтегральних виразів. Детально ознайомитися з цим питанням можна у відповідних розділах рекомендованої літератури.

Для простоти розглянемо лише промені, які були дифраговані під певним кутом j і фокусуються збирною лінзою у деякій точці екрана (точка М на рис. 13).

Визначимо різницю ходу променів, що йдуть від сусідніх щілин дифракційної решітки ( ДР ) під кутом j. Для цього опустимо перпендикуляр АС на напрямок вибраного пучка променів. Тоді різниця ходу буде D = AB sin j = (a + b) sin j, де а - ширина щілини, b - відстань між щілинами, j

- кут дифракції. Величину d = a + b називають сталою або періодом решітки. Отже, різниця ходу буде D = d sin j.

–  –  –

Ця умова визначає напрямки, по яких випромінювання від усіх N щілин решітки приходять у точку М з однаковими фазами, внаслідок чого відбувається їхнє підсилення. В цих напрямках будують максимуми інтенсивності, які в N2 разів перевищують інтенсивність хвиль, що поширюються від однієї щілини у тому самому напрямку. Ці максимуми називають головними максимумами, ціле число k - порядком головного максимуму чи порядком дифракційного спектра; знак ± вказує на те, що головні максимуми розміщуються симетрично відносно центрального (k = 0) максимуму, інтенсивність якого значно перевищує інтенсивності всіх інших.

Теоретичні розрахунки показують, що між двома сусідніми головними максимумами буде N–1 мінімумів і N–2 вторинних максимумів. На них накладатимуться мінімуми, що виникають під час дифракції від окремої щілини. Слід зазначити, що інтенсивність світла вторинних максимумів досить мала і нею можна нехтувати порівняно з інтенсивністю головних максимумів.

Розміщення головних максимумів визначається довжиною хвилі l, тому в разі пропускання крізь решітку білого світла всі максимуми, крім центрального, розкладаються у спектр. Головні дифракційні максимуми для k = 1 утворюють спектр першого порядку, для k = 2 – спектр другого порядку і т.д. У кожному з них найбільше відхилення маємо для довжин хвиль, яким відповідає червоний колір, і найменше – для фіолетових променів. У спектрі будь-якого порядку його фіолетова частина розміщується ближче до центрального максимуму, а червона – далі.


Купить саженцы и черенки винограда

Более 140 сортов столового винограда.


Властивість решітки розкладати світло у спектр ґрунтується на тому, що максимуми навіть одного й того самого порядку для різних довжин хвиль розміщені в різних місцях.

Отже, дифракційна решітка може бути з успіхом використана як спектральний прилад. Слід зауважити, що чим більше штрихів має решітка, тим чіткіші максимуми, смуги стають вужчими, а проміжки між смугами темнішими. В той же час можна легше відділити одне зображення від іншого (одну довжину хвилі від іншої). Чим менший період решітки d і чим вужчі щілини а, тим більше відхиляються промені даної довжини хвилі, тим легше можна розділити близькі довжини хвиль.

Дифракційні решітки, які використовуються для роботи в різних ділянках спектра, відрізняються кількістю N штрихів (від 6000 штрихів на міліметр у рентгенівській ділянці до 0,25 штрихів на міліметр в інфрачервоній).

Однак дифракційні решітки використовуються не тільки в сучасних спектральних приладах, а й як оптичні датчики лінійних і кутових переміщень, поляризатори і фільтри інфрачервоного випромінювання, резонатори оптичних квантових генераторів (лазерів), що можуть перебудовувати частоту генерації.

Література: [ 1, § 3-5, с.369 -376], [ 2, § 3-5, с.250-257], [4, § 125–130], [ 6, § 6.1–6.3 ].

–  –  –

ВИЗНАЧЕННЯ ДОВЖИНИ ХВИЛІ ЗА ДОПОМОГОЮ

ДИФРАКЦІЙНОЇ РЕШІТКИ Мета роботи: ознайомитися з явищем дифракції світла і визначити довжину світлової хвилі за допомогою дифракційної решітки.

–  –  –

Основні теоретичні відомості до цієї лабораторної роботи наведені в розділі „ Дифракція ” на с. 34– 37.

Застосований в даній роботі метод визначення довжини хвилі за допомогою дифракційної решітки, треба розглянути рис. 14.

Нехай дифракційна решітка ДР освітлюється пучком паралельних монохроматичних променів. Джерело світла S розміщується поблизу вузької вертикальної щілини Щ, яка зроблена у фокальній площині лінзи Л1. Як видно з рисунка, від кожної щілини дифракційної решітки будуть поширюватися світлові пучки в усіх напрямках, тому що кожна точка щілини, згідно з принципом Гюйгенса, буде центром вторинної хвилі.

Після дифракційної решітки на шляху променів помістили лінзу Л2, у фокальній площині якої розмістили екран Ек. Усі промені, які падають на лінзу Л2 під одним і тим же кутом, зберуться в одній точці екрана, наприклад, точки Аk, Аk+1 і т.д. Ці промені будуть інтерферувати між собою, утворюючи на екрані дифракційну картину.

–  –  –

Контрольні запитання

1. Що називається дифракцією світла?

2. Яка умова виникнення головних дифракційних максимумів?

3. У чому суть принципу Гюйгенса - Френеля?

4. Що таке дифракційна решітка і які її основні характеристики?

5. Як визначити довжину монохроматичної світлової хвилі за допомогою дифракційної решітки?

6. Яким чином дифракційна решітка розкладає біле світло у спектр?

7. У яких технічних пристроях використовуються дифракційні решітки?

Література: [ 1, § 3-5, с.369 -376], [ 2, § 3-5, с.250-257], [4, § 125–130], [ 6, § 6.1–6.3 ].

–  –  –

ВИЗНАЧЕННЯ ДОВЖИНИ СВІТЛОВОЇ ХВИЛІ В БІЛОМУ СВІТЛІ ЗА

ДОПОМОГОЮ ДИФРАКЦІЙНОЇ РЕШІТКИ

Мета роботи: ознайомитися з явищем дифракції світла і використанням цього явища для визначення довжини хвилі в білому світлі за допомогою дифракційної решітки.

–  –  –

Основні теоретичні відомості до цієї лабораторної роботи наведені в розділі „ Дифракція ” на с. 34 - 37.

Застосований в даній роботі метод визначення довжини світлової хвилі полягає в тому, що дифракційний спектр спостерігається безпосередньо на екрані без допомоги лінзи. Роль лінзи виконує кришталик ока, який фокусує паралельні промені на сітківці ока.

Із умови максимуму для дифракційної решітки d sinj = ± kl. (6.1) видно, що, визначивши кути j відхилення променів для певної світлової смуги при відомому періоді решітки d, можна для різних порядків (k = =1,2,3,...) вирахувати довжину хвилі за формулою l = d sinj / k. (6.2) У даній роботі використовується установка, яка складається із штатива, на якому з одного боку розміщена нерухомо дифракційна решітка ДР, а з іншого - вузька вертикальна щілина Щ, яка може переміщуватися вздовж штатива (рис. 15).

Рис. 15 У площині щілини міститься шкала АА/ з міліметровими поділками. Всі елементи схеми встановлені на оптичній лаві.

Світлова хвиля, яка падає на дифракційну решітку, є плоскою, оскільки відстань l між вертикальною щілиною Щ і дифракційною решіткою ДР велика. Дифракційний спектр спостерігається візуально. Дифракційна решітка розміщується між вертикальною щілиною та оком. Переміщенням вертикальної щілини вздовж штатива домагаються чіткого зображення дифракційної картини, яка являє собою симетрично розміщені дифракційні спектри відносно щілини (рис. 16).

Рис. 16

Суцільні спектри, що розміщені праворуч (і ліворуч) від центральної лінії, називаються спектрами першого, другого і третього порядків ( найближчий до центра – перший і т.д.). Спектри, починаючи з другого, третього і т. д. порядків, частково накладаються один на одного. В роботі визначають довжини хвиль світла певного кольору, який задає викладач.

Щоб зрозуміти застосований метод, розглянемо рис. 14, з якого видно, що tgj1 = x 1 l, (6.3) де j1 - кут, під яким спостерігається кольорова смуга першого дифракційного спектра. Для малих кутів j можна припустити, що tgj = sinj.

Тоді формула (6.2) матиме кінцевий вигляд l = x d (l k). (6.4) Використовуючи формулу (6.4), визначимо довжини хвиль фіолетового і червоного світла, спостерігаючи спектри І (k = 1) і ІІ (k = 2) порядків.

Потрібне устаткування: дифракційна решітка, точкове джерело світла (лампа розжарювання), вертикальна щілина, оптична лава, міліметрова шкала, лінійка.

Порядок виконання роботи

1.Розмістити елементи оптичної схеми на оптичній лаві, як показано на рис. 14.

2. Освітити щілину Щ віддаленим на 2–3 м точковим джерелом світла S.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |
 
Похожие работы:

«УДК 54+53(477)«20» КУЙБІДА Віктор Віталійович, д-р іст. наук., доцент каф. біології, директор Ін-ту фізичного виховання та природознавства ДВНЗ «Переяслав-Хмельницький держ. пед. ун-т ім. Г. Сковороди» (м. Переяслав-Хмельницький) ХІМІЯ І ФІЗИКА ТА ЇХ ТЕРМІНОЛОГІЇ (СУЧАСНИЙ ЕТАП) Розвиток суспільства, науково-технічне зростання, посилення міжнародної співпраці, обмін інформацією у фізичній та хімічній галузях не можуть обійтися без термінологічної уніфікації і взаємопроникнення назв та понять у...»

«НАЦІОНАЛЬНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені М.П.ДРАГОМАНОВА ТОМАЩУК Олексій Петрович УДК 517(07):371.13 ПРОФЕСІЙНА СПРЯМОВАНІСТЬ ВИКЛАДАННЯ МАТЕМАТИЧНОГО АНАЛІЗУ В УМОВАХ ДИФЕРЕНЦІЙОВАНОЇ ПІДГОТОВКИ ВЧИТЕЛЯ МАТЕМАТИКИ 13.00.02 – теорія та методика навчання математики Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата педагогічних наук Київ–1999 Дисертацією є рукопис. Робота виконана в Національному педагогічному університеті імені М.П.Драгоманова, Міністерство освіти України....»

«МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського «Харківський авіаційний інститут» Д.О. Воронович, І.В. Луньов, А.М. Охрімовський, О.В. Подшивалова ЕЛЕКТРИКА Й МАГНЕТИЗМ Навчальний посібник до лабораторного практикуму Харків «ХАІ» 2011 УДК [53 + 537 + 537.6] (076.5) Е45 Рецензенти: д-р фіз.-мат. наук, проф. М.І. Гришанов, доц. В.П. Олефір Воронович, Д. О. E45 Електрика й магнетизм [Текст]: навч. посіб. до лаб. практикуму / Д.О....»




Продажа зелёных и сухих саженцев столовых сортов Винограда (по Украине)
Тел.: (050)697-98-00, (067)176-69-25, (063)846-28-10
Розовые сорта
Белые сорта
Чёрные сорта
Вегетирующие зелёные саженцы


 
2013 www.uk.x-pdf.ru - «Безкоштовна електронна бібліотека»